Design the two-stage Op-Amp shown below to have a differential small-signal gain of 30 dB in the first stage and a small-signal gain of 26 dB in the second stage. Use a channel length of L = 0.8 μm for all transistors and design M5 and M6 to give bias currents of I_D5 = I_D6 = 0.1 mA with a bias voltage V_B = 0.7 V. Assume transistor parameters as specified in Table and use reasonable approximations in the design equations for the transistors. Assume that all transistors are in the active region. What is the width W3 = W4 for transistors M3 and M4?

Đáp án đúng: "16μm". Với L = 0.8 μm: λn = 0.125 V⁻¹, λp = 0.175 V⁻¹. Từ 26 dB (20 V/V) của tầng hai: 2/(V_ov7 × 0.3) = 20, suy ra V_ov7 ≈ 0.333 V. Để không có offset hệ thống, tải M3, M4 phải có cùng V_ov với M7, tức V_GS4 = V_GS7. Mỗi transistor tải mang I_D3 = I_D5/2 = 0.05 mA, nên (W/L)3 = 2I_D3/(μpCox·V_ov²) = 2 × 50 μA/(45 μA/V² × 0.111 V²) ≈ 20, cho W3 = W4 = 20 × 0.8 μm = 16 μm (bằng nửa W7 = 32 μm). "10μm" sai vì W/L = 12.5 cho V_ov ≈ 0.42 V, khác M7 và gây offset hệ thống. "12μm" sai vì W/L = 15 cho V_ov ≈ 0.39 V, vẫn lệch V_ov7. "20μm" sai vì đó là nhầm tỉ số W/L = 20 với độ rộng, quên nhân chiều dài kênh 0.8 μm; nếu dùng thật thì V_ov ≈ 0.30 V, cũng lệch M7.